Trends in Ecology & Evolution | 共生和宿主对变热的反应！

几乎所有的生物体都被微生物定殖。由于全球气候变化，平均温度正在上升，伴随着极端气候事件和热冲击的增加，与微生物的共生关系可能决定物种在21世纪的持久性。虽然寄生侵染通常会降低宿主的热上限，但与有益微生物的相互作用可以促进宿主对变暖的适应。气候变暖对微生物共生体的生态学和进化的影响仍然没有得到充分的研究，但对于理解气候变化如何影响宿主的健康和疾病非常重要。科研人员提出了一个框架，以理清共生体对预测宿主在全球变化中的持久性的贡献。

2022年4月29日，国际权威学术期刊Trends in Ecology & Evolution发表了英国牛津大学Kayla King（Nature Reviews Microbiology | 牛津大学阐述微生物沿着寄生-共生连续体进化和转变！）团队的最新相关研究成果，题为Symbiosis and host responses to heating的综述论文。

亮点

生物体已经进化出几种应对热胁迫的方法。共生体如何调解宿主应对温度升高和热极端情况的能力，将是决定它们在面对全球变暖时的反应的关键。

通过直接损害宿主或在能量上付出代价，寄生可以大大降低其宿主在热胁迫中的生存能力。

赋予热耐受性的互利共生体对宿主的影响从分子到种群层面都有，并能改变宿主在胁迫温度下的进化轨迹。相反，热胁迫可以削弱宿主-共生体的相互作用和群体，并破坏宿主的微生物组。

图. 与微生物的共生关系以及加热期间对宿主适应性的影响

图. 利用C. elegans线虫和B. subtilis细菌解决加热环境中保护性共生的方法

悬而未决的问题

宿主热力性能的改变对寄生的进化有什么影响？通过损害宿主的热性能，寄生可能间接地影响它们自身的性能。感染引起的宿主热性能的降低可能成为寄生毒力的一个越来越重要的组成部分。然而，对于寄生对宿主热性能的影响如何反馈到寄生本身的进化中，目前缺乏任何明确的预测。

加热对保护宿主的微生物共生体的生态学和进化有什么影响？可遗传的互利共生体对宿主的健康至关重要，但它们通常是不可培养的，因此不太适合在实验室进行实验。此外，由于它们的复杂性，人们对热量如何影响微生物组的持久性和功能知之甚少。

在什么情况下，微生物组的变化是对宿主热耐力的贡献，还是宿主适应/不适应变暖的结果？尽管关联研究已经发现了微生物组和宿主对热的反应之间的联系，但实验研究将是必要的，以区分微生物组研究中与宿主健康和温度有关的原因和效果。微生物组的移植实验已经开始填补这些空白。

热胁迫是否会改变共同进化的共生体的稳定性？目前还不清楚热胁迫是否会导致寄生比其宿主有更快的相对进化率。如果是这样，宿主可能更容易因感染和热极端而灭绝。热胁迫能在多大程度上破坏互为宿主的相互作用也是未知的，而且可能在不同的系统中有所不同。与宿主长期共同进化的共生体往往基因组减少，因此对热的反应能力有限。

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